Puusandwich- ja moduulirakenteen optimointi tilaelementteihin
Loading...
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemian tekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Author
Date
2016-10-04
Department
Major/Subject
Puutuotetekniikka
Mcode
P3001
Degree programme
PUU - Puunjalostustekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
51 + 7
Series
Abstract
Tilaelementtejä voidaan käyttää erilaisissa tapahtumissa, kuten messuilla, tilapäisinä toimisto- tai varastotiloina. Tilapäisten tilaelementtien tulee olla helposti liikuteltavissa, joten ne kootaan erillisistä moduuleista. Moduulien rakenteelta toivotaan keveyttä ja kestävyyttä. Rakenteessa käytettyjen materiaalien halutaan myös noudattavan kestävää kehitystä. Näiden lisäksi tilaelementiltä toivotaan esteettisyyttä. Puusandwich-rakenne täyttää nämä ehdot. Tämän diplomityön tavoitteena oli tutkia sopivaa puupohjaista sandwich-rakennetta, joka täyttäisi edellä mainitut ehdot. Sandwich-rakenne on yksinkertaisimmillaan rakennettu kahdesta pintalevystä ja yhdestä eristelevystä. Pintalevyt voivat olla puulevyjä, jotka tuovat rakenteelle tarvittavaa lujuutta. Eristelevy voi olla huomattavasti kevyempää materiaalia, joka silti tarjoaa kestävyyttä sekä eristävyyttä. Esimerkiksi hunajakennolevy täyttää nämä ehdot. Pintalevyjen ollessa puuta ja eristeen ollessa puupohjainen materiaali, rakenne noudattaa kestävän kehityksen periaatteita. Kirjallisuusosassa tutustutaan erilaisiin materiaaleihin, joita sandwich-rakenteissa voi olla. Kokeellisessa osassa mitattiin erilaisten sandwich-rakenteiden lujuuksia ja tiheyksiä. Sandwich-rakenteita oli 9 erilaista. 8 sandwich-rakennetta oli 3-kerroksisia ja 1 rakenne oli 5-kerroksinen. Pintamateriaaleina oli koivuvaneri, havuvaneri, liimapuulevy ja OSB-levy. Eristemateriaaleina oli pahvinen hunajakennolevy ja polystyreenilevy. Lujuustesteissä mitattiin maksimivoima, kimmokerroin, taivutuslujuus sekä venymä 1000 N kohdalla. Tulosten perusteella pintamateriaaleista OSB-levyä ei voida suositella käytettäväksi tilaelementeissä. Muiden pintamateriaalien tulokset olivat hyviä. Eristemateriaaleista molemmat antoivat lupaavia tuloksia, mutta vain hunajakennolevy noudattaa kestävän kehityksen periaatteita. Näiden lisäksi havuvanerilla testattiin syysuunnan vaikutusta lujuusominaisuuksiin. Yhdensuuntainen syysuunta rakenteen pituuden kanssa todettiin parhaaksi.Volume elements can be used in different events, such as exhibitions, as temporary office or storage spaces. Temporary volume elements must be easy to move so they are assembled from separate modules. Lightness and durability are desired properties for the modules. The materials used in the structure of the modulus are supposed to follow the process of sustainable development. In addition to these the volume elements should be aesthetic as well. Structure fulfilling these conditions is a wooden sandwich structure. Objective of this master’s thesis was to study suitable wood-based sandwich structure which would fulfil the conditions mentioned before. The simplest sandwich structure is made out of two face sheets and one insulation sheet. Face sheets can be wooden sheets which gives necessary strength for the structure. Insulation sheet can be significantly lighter material which still offers durability and insulation. For example, honeycomb board fulfils these conditions. As face sheets are made out of wood and the insulation sheet is made out of wood-based material the structure itself follows the process of sustainable development. Literature review studies different materials which could be used in sandwich structures. In the experimental part strength and densities were tested on different sandwich structures. There were 9 different sandwich structures. 8 sandwich structures were 3-layered and 1 structure was 5-layered. Face sheet materials were birch plywood, softwood plywood, glued laminated timber and OSB board. Insulation materials were honeycomb board and polystyrene board. Maximum load, modulus of elasticity, bending strength and strain at 1000 N were measured in the strength tests. Results shows that OSB cannot be recommended to be used in the volume elements. Other face sheet materials gave good results. Both insulation materials gave promising results but only honeycomb board follows the process of sustainable development. In addition, with softwood plywood the effect of grain direction on strength properties was tested. Parallel grain direction was found to be best.Description
Supervisor
Rautkari, LauriThesis advisor
Kymäläinen, MaijaKeywords
puu, sandwich, moduuli, tilaelementti, lujuus, tiheys
